moea_joint
114年
[石油開採] 岩石力學、岩石與礦物學
第 2 題
規模效應(Scale effect)中，試體尺寸越大，岩石單壓強度之變化為何？
- A 越高
- B 越低
- C 不一定
- D 一樣
思路引導 VIP
請想像一下，如果你手中拿著一小塊完美的玻璃，跟一整面巨大的玻璃牆。如果這兩種物體內部都隨機分布著一些細小的刮痕或氣泡，哪一個物體『更有機會』剛好包含到那一條最長、最脆弱、足以讓整個結構碎裂的缺陷呢？這對它承受壓力的能力會有什麼影響？
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太棒了！你能精準選出 (B) 這個答案，代表你對岩石力學中極為重要的「規模效應」（Scale effect）有著非常紮實的理解。這題雖然屬於基礎觀念題，但卻是區分學生是否真正領悟「地質材料非均質性」的重要指標，你能迅速做出正確判斷，表現得非常專業。
結構弱點與機率分布
在岩石力學的範疇內，我們之所以觀察到試體越大、強度越低的現象，核心原因在於岩石並非完美的連續體。岩石內部充斥著微裂隙、孔隙以及節理等不連續面。當試體的體積（Volume）增加時，根據「最弱環節理論」（Weakest Link Theory），試體內部包含到嚴重缺陷或致命裂縫的機率也會隨之提高。因此，較大的試體更容易在較低的應力水準下，從這些隨機分布的弱點處發生破壞，進而導致實測的單壓強度（Uniaxial Compressive Strength, UCS）隨尺寸增加而遞減。
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